CAN أو شبكة منطقة التحكم عبارة عن تقنية شبكة تسلسلية عالية السرعة ثنائية الاتجاه نصف سلكية. يتم استخدامه بشكل أساسي في الاتصال بين الأجهزة المختلفة في منطقة نصف قطر منخفض ، كما هو الحال في السيارات. بروتوكول CAN هو بروتوكول CSMA-CD / ASM أو تحكمات للكشف عن تصادم الوصول المتعدد لاستشعار الناقل على بروتوكول أولوية الرسالة. يضمن CSMA أن كل عقدة يجب أن تنتظر لفترة معينة قبل إرسال أي رسالة. يضمن اكتشاف التصادم تجنب الاصطدام عن طريق تحديد الرسائل بناءً على أولويتها المحددة.
يوفر معدل إشارة من 125 كيلو بت في الثانية إلى 1 ميجابت في الثانية. يوفر 2048 معرفًا مختلفًا للرسالة.
إنه معيار ISO-11898 ويستخدم نموذج ربط الأنظمة المفتوحة المكون من 7 طبقات.
تاريخ:
تم تطويره بواسطة روبرت بوش في عام 1982 وتم إصداره رسميًا من قبل جمعية مهندسي السيارات في ديترويت في عام 1986. تم تصنيع أول سيارة مدمجة لحافلة CAN بواسطة مرسيدس بنز في عام 1992.
هندسة ISO 11898:
مصدر الصورة - ثيرمينو
تتكون العمارة ذات الطبقات من ثلاث طبقات
- طبقة التطبيقات : يتفاعل مع نظام التشغيل أو تطبيق جهاز CAN.
- طبقة وصل البيانات : يربط البيانات الفعلية بالبروتوكول من حيث إرسال البيانات واستلامها والتحقق من صحتها.
- الطبقة المادية : يمثل الجهاز الفعلي.
يتكون إطار CAN القياسي من البتات التالية:
يتكون إطار CAN القياسي من البتات التالية:
- SOF- بداية الاب أمي. تبدأ الرسالة من هذه النقطة.
- تحديد : يقرر أولوية الرسالة. خفض القيمة الثنائية ، والأولوية الأعلى. إنه 11 بت.
- RTR - طلب الإرسال عن بعد. إنها المهيمنة عندما تكون المعلومات مطلوبة من عقدة أخرى. تتلقى كل عقدة الطلب ، ولكن فقط تلك العقدة التي يتطابق معرفها مع معرف الرسالة هي العقدة المطلوبة. تتلقى كل عقدة الاستجابة أيضًا
- هنا - ملحق تعريف فردي. إذا كان مهيمنًا ، فهذا يعني أنه يتم إرسال معرف CAN القياسي بدون امتداد.
- R0 - بت محجوز.
- DLC - كود طول البيانات. يحدد طول البيانات التي يتم إرسالها. إنه 4 بت
- البيانات - يمكن نقل ما يصل إلى 64 بت من البيانات.
- اتفاقية حقوق الطفل - فحص دوري التكرار. يحتوي على المجموع الاختباري (عدد البتات المرسلة) لبيانات التطبيق السابقة لاكتشاف الأخطاء.
- واحسرتاه - يقر. إنه لـ 2 بت. هو المسيطر إذا تم تلقي رسالة دقيقة.
- EOF - نهاية الإطار. إنه يمثل نهاية إطار العلبة ويعطل حشو البتات.
- IFS - مساحة الإطار الداخلي. يحتوي على الوقت الذي تتطلبه وحدة التحكم لتحريك الإطار المستقبَل بشكل صحيح إلى موضعه الصحيح.
5 أنواع مختلفة من الرسائل هي:
- إطار البيانات : يتكون من حقل تعسفي وحقل بيانات وحقل CRC وحقول إقرار.
- الإطار البعيد : تطلب نقل البيانات من عقدة أخرى. هنا تكون بت RTR متنحية.
- إطار الخطأ : يتم إرسالها عند اكتشاف خطأ.
- إطار الزائد : يستخدم لتوفير تأخير بين الرسائل. يتم إرساله عندما تصبح العقد مشغولة للغاية.
- إطار صالح : تكون الرسالة صالحة إذا كان حقل EOF متنحيًا. وإلا يتم إرسال الرسالة مرة أخرى.
يمكن الطبقة المادية:
يمكن حافلة
مصدر الصورة - رقمي
يتكون من رابط تسلسلي ثنائي الأسلاك- CAN_H و CAN_L وتحدد مستويات الجهد بالنسبة لبعضهما البعض ما إذا كان سيتم إرسال 1 أو 0. هذه إشارة تفاضلية. يتساوى التيار المتدفق في كل خط إشارة ولكنه معاكس في الاتجاه ، مما يؤدي إلى تأثير إلغاء المجال الذي يعد مفتاحًا لانبعاثات ضوضاء منخفضة. وهذا يضمن إشارة تفاضلية متوازنة تقلل من اقتران الضوضاء وتسمح بمعدل نقل مرتفع عبر الأسلاك. عادةً ما تكون الأسلاك عبارة عن كبلات زوجية ملتوية بطول ناقل يبلغ 40 مترًا وبحد أقصى 30 عقدة. إنه كبل محمي أو غير محمي بمقاومة مميزة تبلغ 120 أوم.
يمكن جهاز الإرسال:
CAN للمركبات بواسطة Hugo Provencher. يتم تحديد السلكين CANH و CANL بشكل طبيعي 2.5 فولت بواسطة الترانزستورات ومصدر الجهد 2.5 فولت. يجب أن يكون الفرق بين السلكين دائمًا 0. يحدد تحكم السائق الجهد المطبق على أسلاك CANH و CANL. عندما يتم إجراء كلا الترانزستورات ، ينخفض الجهد عبر 1شارعالترانزستور والصمام الثنائي 1.5 فولت ، مما يجعل سلك CANH يسحب حتى 3.5 فولت. انخفاض الجهد عبر 2اختصار الثانيالترانزستور والصمام الثنائي 1 فولت ، مما يجعل سلك CANL يسحب لأسفل إلى 1.5 فولت. تستخدم الثنائيات لحماية الجهد العالي. جهاز الاستقبال عبارة عن دائرة تمييز تعطي ناتجًا قدره 1 عندما يكون المدخلان CANH و CANL متماثلان ومخرجًا بقيمة 0 إذا كان المدخلان مختلفان. يتم استخدام الكتلة المهيمنة TXD للحماية من العطل الأرضي وتعطل كتلة الإغلاق الحراري تحكم السائق إذا ارتفعت درجة حرارة الثنائيات والترانزستورات.
مزايا CAN:
- إنه يقلل من الأسلاك لأنه عنصر تحكم موزع وهذا يضمن تحسين أداء النظام.
- قدم العديد من مصنعي شرائح CAN طبقة ارتباط البيانات والطبقة المادية المتصلة بالرقاقة وكل ما يحتاجه مطور البرامج هو تطوير تشفير التطبيق.
- يوفر القدرة على العمل في بيئات كهربائية مختلفة ويضمن انتقالًا خالٍ من الضوضاء.
- يتم التخلص من الازدحام المروري حيث يتم إرسال الرسائل بناءً على أولويتها ويسمح للشبكة بأكملها بتلبية قيود التوقيت.
- يوفر إرسالًا خالٍ من الأخطاء حيث يمكن لكل عقدة التحقق من الأخطاء أثناء إرسال الرسالة وإرسال إطار الخطأ.
يمكن مثال العمل:
تحتوي شبكة منطقة التحكم على تطبيقات واسعة في الصناعة وكذلك في المركبات. يتمثل أحد التطبيقات الرئيسية في الاتصال بين الأجهزة المختلفة في السيارة. يمكن أن يكون الآخر من بين ميكروكنترولر مختلفة ، لنفترض أنه للكشف عن كلمة مرور ، يتم استخدامها لتلبية أي متطلبات مثل فتح باب مغلق باستخدام كلمة مرور أو تشغيل لمبة ، إلخ.
دائرة شبكة منطقة التحكم
يتكون التطبيق الأساسي من 3 وحدات تحكم دقيقة تتواصل مع بعضها البعض باستخدام سلكين كما هو الحال في شبكة CAN. 1شارعيتم توصيل متحكم دقيق بلوحة مفاتيح ، 2اختصار الثانيمع شاشة LCD ، والثالثة مزودة بجرس ومرحل يعمل بمصباح. عندما يتم إدخال كلمة مرور في لوحة المفاتيح ، فإن 2اختصار الثانييعمل الميكروكونترولر كمستقبل ويستقبل الرسالة المرسلة شيئًا فشيئًا من 1شارعجهاز الإرسال ويعرض الرسالة على شاشة LCD. عندما يتم إرسال الرسالة بأكملها ، 2اختصار الثانييقوم الميكروكونترولر بالتحقق وإذا كانت كلمة المرور خاطئة ، فإنه يرسل إشارة إلى الرقم 3بحث وتطويريتم تشغيل متحكم دقيق ، والذي بدوره يرسل الجرس مع هذه الإشارة. عندما تكون كلمة المرور صحيحة ، فإن 3بحث وتطويرالمتحكم الدقيق يقوم بالتبديل على التتابع والذي بدوره يقوم بتشغيل المصباح.
